JPH0436819Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高電圧供給源に接続可能なフラツト
コイルと、これに対向配置されて、液体の充填さ
れたケースを閉鎖するダイヤフラムとを備え、ダ
イヤフラムは電気絶縁性材料から成る板状支持体
とこの支持体の一方の側に設けられた導電部材と
を有し、ダイヤフラムは支持体の周縁部がケース
と結合され、導電部材はフラツトコイルの巻線に
対して電気的に絶縁されるような生体内の結石の
非接触破砕装置用の衝撃波発生器に関する。

〔従来の技術〕

この種の衝撃波発生器はドイツ連邦共和国特許
出願公開第3312014号公報に記載されている。こ
の衝撃波発生器においては、衝撃波は、コイルが
高電圧、例えば20kVに充電されるコンデンを有
する高電圧供給源に接続されることによつて発生
される。コンデンサに蓄積されたエネルギーは突
発的にコイルヘ放電され、これによつてこのコイ
ルが極めて素早く磁界を形成する。同時に、ダイ
ヤフラムの導電部材内に、コイル内を流れる電流
とは反対方向でありそのために逆磁界を発生する
電流が誘起され、その逆磁界の作用によつてダイ
ヤフラムすなわちその導電部材とこれに結合され
た板状支持体とがコイルから離隔させられる。液
体、例えば水を充填されたケース内にこのように
して発生された衝撃波は適当な手段によつて生体
内の結石、例えば腎臓結石に集束されて、この結
石を破砕する。

公知の衝撃波発生器のダイヤグラムは、その支
持体の周縁部がケースに結合されることによつて
ケースに固定され、その場合支持体の周縁部は強
固に張設される。このために、ダイヤフラムが突
発的に駆動される場合、ダイヤフラムはこのダイ
ヤフラムに過負荷として作用しついにはダイヤフ
ラムを破損させるような衝撃的な折り曲げ応力を
受ける。公知の衝撃波発生器においては、ダイヤ
フラムの導電部材を環状に形成することによつ
て、これに対処している。これによつて確かにダ
イヤフラムの導電部材の機械応力は減少される
が、しかしながらダイヤフラムの支持体は相変わ
らずかなりの応力を受け、それゆえダイヤフラム
が破損する危険がある。支持体の周縁部は強固に
張設されているので、その部分での破損危険は特
に大きい。

高電圧供給源から与えられる電気エネルギーを
衝撃エネルギーに出来る限り多く変換するため
に、公知の衝撃波発生器においては、ダイヤフラ
ムの導電部材をフラツトコイルに出来る限り接近
して設置する必要がある。しかしながら、このこ
とはダイヤフラムの導電部材とフラツトコイルと
の間の電圧弧絡を回避するために所定の絶縁距離
が例えば絶縁シートの中間介挿によつて確保され
るという条件付きでのみ可能である。電圧弧絡は
衝撃波発生器の動作を妨害し、ダイヤフラムを損
傷させて、ダイヤフラムの寿命に悪影響を与え
る。特にダイヤフラムの導電部材が、一般的に行
われているように、コイルの一方の端子と共にア
ース電位を与えられる場合、公知の衝撃波発生器
においては、電圧弧絡を回避するためにダイヤフ
ラムの導電部材とフラツトコイルとの間は非常に
大きな間隔に設定され、それゆえ電気エネルギー
を衝撃エネルギーに変換する際には不満足な効率
しか得られない。

さらに、公知の衝撃波発生器においては、衝撃
波を放出する際に現れる、ダイヤフラムとケース
内に存在する液体との間の高い相対速度によつ
て、ダイヤフラムのところに、ダイヤフラムにピ
ツチング従つて早期破損を生ぜしめるキヤビテー
シヨン現象が発生するという問題がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

そこで、本考案は、電気エネルギーを衝撃エネ
ルギーに変換する際に効率がそれほど悪影響を受
けることなく、過度な機械応力、ダイヤフラムと
フラツトコイルとの間の電圧弧絡、およびキヤビ
テーシヨン等によるダイヤフラムの損傷が回避さ
れ、それゆえダイヤフラムが高寿命を有するよう
に、冒頭で述べた種類の衝撃波発生器を構成する
ことを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために、本考案による衝撃
波発生器においては、支持体の材料はキユビテー
シヨンに感応せず、支持体は少なくともその周縁
部の領域が弾性的に柔軟に形成され、導電部材
は、フラツトコイルの端子に対して電気的に絶縁
され、ダイヤフラムは導電部材がフラツトコイル
に向くようにケースに取付けられる。

〔作用および考案の効果〕 支持体がその周縁部領域を柔軟に形成されるこ
とによつて、ダイヤフラムは衝撃波を発生する際
にその全体がダイヤフラムに作用する力の方向へ
動くことができる。従つて、固定方法に起因する
ダイヤフラムの変形およびダイヤフラムに作用す
る過度な機械応力は本考案による衝撃波発生器に
おいては充分に回避される。それゆえ、ダイヤフ
ラムは公知の衝撃波発生器に比較して長寿命を有
する。さらに、本考案による衝撃波発生器を用い
て発生された衝撃波は良好に集束可能である。と
いうのは、衝撃波前面の形状や圧力分布がダイヤ
フラムの変形によつて理想状態から歪んでしまう
ことが回避されるからである。ダイヤフラムの寿
命をより一層高めることは、その導電部材がフラ
ツトコイルの端子に対して電気的に絶縁されるこ
とによつて達成される。つまり、導電部材がフラ
ツトコイルの一方の端子と同電位を与えられるよ
うな衝撃波発生器に対して、導電部材とフラツト
コイルとの絶縁距離は両者の間隔の１倍ではなく
２倍になり、それゆえ両者の間隔が等しい場合に
は電圧弧絡の危険、従つてダイヤフラムの損傷の
危険が従来技術よりも著しく少なくなる。さら
に、このような措置により、電圧弧絡について従
来技術と同じ信頼性を有する場合には、電気エネ
ルギーを衝撃エネルギーに変換する際の効率を増
大させることができる。というのは、ダイヤフラ
ムの導電部材はフラツトコイルにより一層接近し
て配置することができるからである。本考案によ
る衝撃波発生器においては支持体の材料はキヤビ
テーシヨンに感応せず、かつダイヤフラムは導電
部材がフラツトコイルに向くようにケースに取付
けられ、従つて支持体は導電部材とは反対側の面
だけが液体に接触するという事実によつて、ダイ
ヤフラムがキヤビテーシヨン現象により生ぜしめ
られるピツチングのために早期に破損するという
危険はかなり回避される。

〔実施態様〕

本考案の実施態様によれば、支持体はエラスト
マー材料、特にゴムから形成される。このような
材料は良絶縁性を有し、その弾性的な柔軟性のた
めにキヤビテーシヨンに感応しない。さらに、こ
のような材料を用いると、支持体の周縁部領域に
おいて必要な弾性的な柔軟性が場合によつては特
別な措置を講ずることなく得られる。最も簡単な
場合には、支持体は全体が弾性的に柔軟な板とし
て形成され、その厚みは支持体の周縁部領域が必
要な柔軟性を有するように設計される。所望なら
ば、この種の支持体を使用することによつて形成
されるダイヤフラムの比較的僅かな剛性は、充分
に堅い導電部材を使用することによつて高めるこ
とができる。

このことが必要とされない場合には、本考案の
別の実施態様により、導電部材は例えばアルミニ
ウムから成る金属箔から形成される。このような
ダイヤフラムは特に簡単に製作可能である。とい
うのは、導電部材の形状に一致する金属箔だけが
支持体に接着または加硫によつて結合されるだけ
でよいからである。

本考案の更に別の実施態様によれば、導電部材
はフラツトコイルの端子に対してもまたケースに
対しても電気的に絶縁される。このことは、ケー
スがフラツトコイルの一方の端子と共通電位、例
えばアース電位を与えられる場合には、特に重要
である。というのは、そのような場合には、導電
部材がケースに対しても電気的に絶縁されると、
フラツトコイルの端子に対する導電部材の絶縁は
有効ではなくなるからである。

本考案による衝撃波発生器に課せられた要求に
対して有意義であると思われる場合には、ダイヤ
フラムは例えば同心状リングの形状に形成された
複数の導電部材を有することができる。

さらに、ダイヤフラムとフラツトコイルとの間
に形成される室が排気可能であることは好都合で
ある。その場合には、フラツトコイルにダイヤフ
ラムが最適に当接することが保証され、このこと
は本考案による衝撃波発生器の効率を高める上で
利点がある。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図に示された本考案による衝撃波発生器は
液体の充填された室２を包囲する管状ケース１を
有しており、その室２はダイヤフラム３によつて
閉鎖されている。このダイヤフラム３に対向し
て、螺旋状に巻回されたフラツトコイル４が絶縁
体５上に配置されている。絶縁体５はボルト７に
よつてケース１に固定されたキヤツプ６内に収容
されている。ダイヤフラム３は電気絶縁材料から
形成された板状支持体８を有し、この支持体８の
一方の側にはフラツトコイル４の領域に円形状の
導電部材９が設けられている。ダイヤフラム３
は、支持体８の周縁部がキヤツプ６とケース１と
の間にボルト７により保持されることによつて、
ケース１に結合されている。

室２内に存在する液体内へ衝撃波を発生するた
めに、フラツトコイル４は適当なスイツチ手段１
０によつて概略的に図示された高電圧供給源１１
に接続される。この高電圧供給源１１はパルス状
電流をフラツトコイル４に与え、それによつてフ
ラツトコイル４は磁界を形成する。同時に、導電
部材９内に反対方向の電流が誘起され、逆磁界を
形成する。それによつて、ダイヤフラム３は衝撃
的にフラツトコイル４から突き放され、それによ
り、衝撃波が室２内に存在する液体内に生ぜしめ
られる。この衝撃波は、図示されていない適当な
手段によつて患者の破砕すべき結石に集束され、
ダイヤフラム３とは反対側の端部でケース１を閉
鎖するフレキシブルな袋１２が患者身体に押付け
られることによつて患者身体内へ入射させられ
る。

支持体８は、良絶縁体であるばかりでなくさら
にキヤビテーシヨンに感応しないような材料、た
とえばゴムから形成されている。その場合、支持
体８の、薄い銅板として形成された導電部材９が
加硫によつて固定される中央領域１３は、約90シ
ヨアの硬度を持つ比較的硬いゴムによつて形成さ
れている。支持体８の中央領域１３に結合された
周縁部１４はそれに対して約30シヨアの硬度を持
つ比較的柔らかいゴムによつて形成されている。
それゆえ、支持体８の周縁部１４がその中央領域
１３に比較して弾性的に柔軟に形成されているの
で、支持体８の中央領域１３ならびにそれに設け
られた銅板９は、損傷するような変形または応力
を受けることなく、衝撃波を発生するために変位
することができる。これによつて、ダイヤフラム
３の寿命が高められる。さらに、発生した衝撃波
は良好に集束可能となる。

支持体８の周縁部１４には環状部材１５が結合
されており、これによつてダイヤフラム３がケー
ス１とキヤツプ６との間に保持される。環状部材
１５は、ボルト７によつて加えられる力に対して
それほど変形することなく耐えられるようにする
ために、約90シヨアの硬度を持つゴムによつて同
様に構成されている。

第１図では硬度の異なる部分に適当なハツチン
グが付されている支持体８の中央領域１３、周縁
部１４および環状部材１５は互いに独立して製作
し、そして加硫によつて相互に結合することがで
きる。しかしながら、型空所をスライダによつて
細分可能であるような型にて、支持体８を単一部
品として射出成形法によつて製作することもでき
る。その場合には、異なつた硬度の材料が加熱さ
れた半流動体状態にて型空所のそれぞれの部材個
所へほぼ同時に入れられ、スライダが材料の硬化
前に引き抜かれる。その際、銅板９は嵌込み部材
として型内に設けておくこともできる。

第１図から明らかなように、銅板９とフラツト
コイル４との間には絶縁シート１６が設けられて
いる。ダイヤフラム３はその電気絶縁性支持板８
だけがケース１とキヤツプ６とに結合されるの
で、銅板９はケース１とキヤツプ６とに対しても
またフラツトコイル４とその端子１７，１８とに
対しても絶縁される。このことは、ケース１およ
び（または）キヤツプ６と共にフラツトコイル４
の端子１７，１８の例えば一方にアース電位が与
えられる場合にもあてはまる。これにより、銅板
９とフラツトコイル４またはその端子１７，１８
との間の有効絶縁距離は絶縁シート１６の２倍の
厚さと等しくなる。それによつて、銅板９とフラ
ツトコイル４との間での電圧弧絡の危険が極端に
少なくなり、かつダイヤフラム３の寿命にとつて
有害となる電圧弧絡による損傷が実質的に回避さ
れる。

第１図から明らかなように、ダイヤフラム３は
銅板９がフラツトコイル４に向くようにケース１
に取付けられる。このような措置によつて、銅板
９は絶縁シート１６の中間介在のもとにフラツト
コイル４に出来る限り接近して配置され、それゆ
え電気エネルギーを衝撃エネルギーに変換する際
に高い効率が得られる。その際に、電圧弧絡の危
険は銅板９を絶縁するための上述した措置によつ
て回避される。さらに、このような措置によつ
て、ダイヤフラム３はキヤビテーシヨンに感応し
ないゴムによつて構成されたその支持板８だけが
室２内に存在する液体に接触し、それゆえキヤビ
テーシヨンにより生ずるピツチングのためにダイ
ヤフラム３の寿命が短くなるのが回避される。

第２図には、本考案による衝撃波発生器におい
て例えば上述したダイヤフラム３の代わりに使用
することのできるダイヤフラム１９が示されてい
る。ダイヤフラム１９の場合も同様に、導電部材
が銅板２０として形成されており、この銅板２０
は第１図の銅板９に比較してかなり大きい厚みを
有している。これは、ダイヤフラム１９におい
て、支持体２１が、ハツチングからわかるよう
に、約40シヨアの硬度を持つ比較的柔らかいエラ
ストマー材料によつて構成され、従つてダイヤフ
ラム１９の充分な剛性が銅板２０を適当に設計す
ることによつてのみ得られるような場合を示して
いる。ダイヤフラム１９が変形することなく変位
するために必要な、支持体２１の周縁部２２の柔
軟性を保証するために、支持体２１の周縁部２２
には２個の環状切欠２３，２４が設けられ、それ
ゆえ支持体２１の周縁部２２の厚みは薄くなつて
いる。支持体２１の周縁部２２には環状部材２５
が結合されており、これによつてダイヤフラム１
９がケース１とキヤツプ６との間に保持され得
る。環状部材２５にこのために必要な剛さを与え
るために、この環状部材２５はＵ字状断面を持つ
薄板環状体２６によつて補強のために取囲まれて
いる。

第３図および第４図は本考案による衝撃波発生
器の他の実施例を示し、この実施例は、ダイヤフ
ラム２７が、弾性的に柔軟な薄板として約40シヨ
アの硬度を持つエラストマー材料によつて構成さ
れた支持体２８を有する点で、上述した実施例と
は異なつている。支持体２８上には３個の導電部
材２９，３０，３１が設けられており、これらは
薄いアルミニウム箔から形成され、接着によつて
支持体２８に固定されている。その場合、導電部
材２９は円板に形成され、一方導電部材３０，３
１はリング形状を持ち、導電部材２９を同心的に
包囲している。導電部材２９，３０，３１を適当
に設計すると、これらはフラツトコイル４によつ
て、フラツトコイル４の平面から離隔するように
駆動される。第３図および第４図に示した衝撃波
発生器は従つて上述した全ての利点を有してい
る。

第３図および第４図に示した衝撃波発生器の場
合には、さらに、ダイヤフラム２７とフラツトコ
イル４との間、もしくは、第３図に示されている
ように絶縁シート１６が設けられている場合には
この絶縁シート１６とダイヤフラム２７との間に
形成される室を排気することができる。このため
に、キヤツプ６および絶縁シート１６を貫通し
て、環状部品３４の内部でダイヤフラム２７と絶
縁シート１６との間に配置された多孔質の環状体
３３に達する多数の孔３２が設けられている。環
状部品３４は同様にダイヤフラム２７と絶縁シー
ト１６との間に配置され、これらと共にボルト７
によつてキヤツプ６とケース１との間に保持され
る。孔３２が図示されていない方法によつて真空
ポンプに結合されると、環状体３３の孔を通して
ダイヤフラム２７と絶縁シート１６との間に存在
する大気が排気され、それによりダイヤフラム２
７は第３図の右半分に示すように絶縁シート１６
に当接する。それによつて、ダイヤフラムの導電
部材２９〜３１がフラツトコイル４に出来る限り
接近し、その結果電気エネルギーを衝撃エネルギ
ーに変換する際に高い効率が得られることが保証
される。

以上の実施例の説明では、フラツトコイル４の
巻線が一つの平面内に配置され、ダイヤフラムが
平坦状に形成されているような衝撃波発生器につ
いてしか述べられていない。しかしながら、フラ
ツトコイル４の巻線が例えば一つの球欠状面内に
配置され、ダイヤフラムも相応して成形されるよ
うにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による衝撃波発生器の一実施例
を示す縦断面図、第２図は本考案による衝撃波発
生器の一実施例におけるダイヤフラムの変形例を
示す部分縦断面図、第３図は本考案による衝撃波
発生器の他の実施例を示す縦断面図、第４図は第
３図に示した衝撃波発生器におけるダイヤフラム
の一部を示した縮小図である。 １……ケース、３，１９，２７……ダイヤフラ
ム、４……フラツトコイル、８，２１，２８……
支持体、９，２０，２９，３０，３１……導電部
材、１４，２２，３５……支持体の周縁部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 高電圧供給源１１に接続可能なフラツトコイ
   ル４と、これに対向配置されて液体の充填され
   たケース１を閉鎖するダイヤフラム３，１９，
   ２７とを備え、このダイヤフラムは電気絶縁材
   料から成る板状支持体８，２１，２８とこの支
   持体８，２１，２８の一方の側に設けられた導
   電部材９，２０，２９，３０，３１とを有し、
   前記ダイヤフラム３，１９，２７は前記支持体
   ８，２１，２８の周縁部１４，２２，３５が前
   記ケース１と結合され、前記導電部材９，２
   ０，２９，３０，３１は前記フラツトコイル４
   の巻線に対して電気的に絶縁されるような生体
   内の結石の非接触破砕装置用の衝撃波発生器に
   おいて、前記支持体８，２１，２８の材料はキ
   ヤビテーシヨンに感応せず、前記支持体８，２
   １，２８は少なくともその周縁部１４，２２，
   ３５の領域が弾性的に柔軟に形成され、前記導
   電部材９，２０，２９，３０，３１は前記フラ
   ツトコイル４の端子１７，１８に対して電気的
   に絶縁され、前記ダイヤフラム３，１９，２７
   は前記導電部材９，２０，２９，３０，３１が
   前記フラツトコイル４に向くように前記ケース
   １に取付けられることを特徴とする非接触式結
   石破砕装置用衝撃波発生器。 ２ 支持体８，２１，２８はエラストマー材料か
   ら形成されることを特徴とする請求項１記載の
   衝撃波発生器。 ３ 支持体８，２１，２８はゴムから形成される
   ことを特徴とする請求項２記載の衝撃波発生
   器。 ４ 支持体２１，２８は弾性的に柔軟な板から形
   成されることを特徴とする請求項１ないし３の
   １つに記載の衝撃波発生器。 ５ 導電部材９，２０，２９，３０，３１は金属
   箔から形成されることを特徴とする請求項１な
   いし４の１つに記載の衝撃波発生器。 ６ 金属箔はアルミニウムから形成されることを
   特徴とする請求項５記載の衝撃波発生器。 ７ 導電部材９，２０，２９，３０，３１はケー
   ス１に対して電気的に絶縁されることを特徴と
   する請求項１ないし６の１つに記載の衝撃波発
   生器。 ８ ダイヤフラム２７は複数の導電部材２９，３
   ０，３１を有することを特徴とする請求項１な
   いし７の１つに記載の衝撃波発生器。 ９ ダイヤフラム２７とフラツトコイル４との間
   に形成される室は排気可能であることを特徴と
   する請求項１ないし８の１つに記載の衝撃波発
   生器。